19. Schülerakademie Mathematik und Informatik Münster | SMIMS 2019 | 09.09. – 13.09.2019

„Und da macht man dann den ganzen Tag Mathe?“ Diese Frage habe ich oft zu hören bekommen, bevor ich im September für eine Woche zur Schülerakademie für Mathematik und Informatik Münster (SMIMS) gefahren bin. Dafür konnten sich aus ganz NRW Schülerinnen und Schüler der Stufe Q2 bewerben, die dann eine Woche am wunderschönen Aasee verbrachten und sich dort – so unglaublich es für manch einen scheinen mag – mit der großen weiten Welt der Mathematik (und Informatik) auseinandersetzten. Zwar nicht ausschließlich, aber in großen Teilen.

Seit 2001 wird die SMIMS von der Bezirksregierung Münster im Auftrag des NRW-Ministeriums für Schule und Bildung mit dem Ziel ausgerichtet, anspruchsvolle Angebote im Bereich Mathematik und Informatik anzubieten, die über den schulischen Fachunterricht hinausgehen. Und so arbeiteten 100 Schülerinnen und Schüler fünf Tage lang in einer nicht alltäglichen Atmosphäre in 13 völlig unterschiedlichen Projekten zusammen. Projekte wie ein Zauberwürfel lösender Roboter, autonom fahrende Modelautos oder das Untersuchen und Nutzen der Künstlichen Intelligenz sind nur einige Beispiele.

Zusammen mit sechs Schülerinnen und Schülern beschäftigte sich meine Projektgruppe mit der Konstruktion von Autobahnkreuzen. Zunächst war nicht gleich die Mathematik gefragt, sondern eher die eigene Kreativität: Wie stellt man sich ein Autobahnkreuz vor? Sieben Schülerinnen und Schüler brachten sieben unterschiedliche Kreuze hervor. Anhand dieser Ideen, die hier und da gewisse Gemeinsamkeiten besaßen, galt es nun zu klären, welche Anforderungen jedes Autobahnkreuz erfüllen muss.

Mit dem aufgestellten Anforderungsprofil ging es an die Konstruktion eines typischen Kleeblatt-Autobahnkreuzes (siehe 1. Foto unten), dessen Namen auf die vier innenliegenden Auf- bzw. Abfahrten (sogenannte Ohren) zurückzuführen ist. Anhand dieses Modells lernten wir mathematische „Bausteine“ kennen, die nicht nur für unsere Modell-Konstruktion von Nöten waren, sondern mit denen auch in der Realität die Autobahnkreuze konstruiert werden.

Mit Hilfe von Geraden, Kreisbögen, Ganzrationalen Funktionen und dem Hauptbestandteil von Autobahnkreuzen, sogenannter Klothoiden (ebene Kurve, deren Krümmung mit zunehmender Länge immer stärker wird), ging es nun darum, komplexere Autobahnkreuze zu konstruieren. Als „Orientierung“ nahmen wir uns das in der Nähe liegende und vielen bekannte Autobahnkreuz Münster-Süd (A1/A43) vor und konnten dieses bei der Abschlussveranstaltung sogar als 3D-Modell präsentieren (2. und 3. Foto unten).

Dass man mit Mathe und Informatik nicht nur solche Projekte gestalten kann, sondern dies auch eine Möglichkeit für die eigene berufliche Zukunft sein könnte, war ein wichtiges Thema der Akademie. Und so fanden im Nachmittagsbereich immer wieder Informationsveranstaltungen von Universitäten, Fachhochschulen und Unternehmen statt, die ihre Einrichtungen und Ausbildungs- und Studienmöglichkeiten vorstellten.

Autor: Simon Wenderdel